Способ определения активной мощности в высоковольтной линии переменного тока

 

Использование: электроизмерительная техника, управление режимами высоковольтной линии электропередачи переменного тока . Сущность изобретения: формируют несколько возможных сочетаний напряжения , тока и фазового сдвига между ними. Для каждого набора напряжений, тока и фазового сдвига измеряют активную мощность. Из решения системы уравнений, связывающих набор параметров и измеренные значения активной мощности, вычисляют характеристику погрешности измерительного преобразователя активной мощности, с учетом которой корректируется измеренное значение активной мощности. 2 ил.,2 табл. fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

Од (л) ( (Л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1368796 (21) 4791141/21 (22) 05.01,90 (46) 30.05.92, Бюл. ¹ 20 . (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им. Е.Г. Есьмана (72) А.Б. Баламетов, А,И, Тамазов и А.Н. Белозор (53) 621.317.37(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1288616, кл. 6 01 R 2",/06, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹1368796,,кл,,G 01 R 21/00, 1986, Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано при управлении режимами высоковольтной линии электропередачи переменного тока и является усовершенствованием способа по авт, св. СССР ¹ 1368796.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет учета систематической ошибки, вносимой измерительным преобразователем активной мощности.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ измерения активной мощности в высоковольтной линии электропередачи; на фиг. 2 — принципиальная схема функционального блока, осуществляющего планированный эксперимент по изменению напряжения, тока и угла сдвига между ними во вторичных цепях трансформаторов.

„„Я2„„1737355 А2 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОЙ

МОЩНОСТИ В ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Использование: электроизмерительная техника, управление режимами высоковольтной линии электропередачи переменного тока. Сущность изобретения; формируют несколько возможных сочетаний напряжения, тока и фазового сдвига между ними. Для каждого набора напряжений, тока и фазового сдвига измеряют активную мощность. Из решения системы уравнений, связывающих набор параметров и измеренные значения активной мощности, вычисляют характеристику погрешности измерительного преобразователя активной мощности, с учетом которой корректируется измеренное значение активной мощности. 2 ил.,2 табл, Сущность изобретения заключается в том, что определение систематической ошибки, вносимой измерительным преобразователем активной мощности, осуществляют планированием активного эксперимента путем изменения во вторичных цепях трансформаторов тока и напряжения значений трех параметров0, I, p — напряжения, тока и фазового сдвига на двух уровнях (0макс, 0мин 1мин 1макс фмакс, (jOMMH). Ha ОСновЕ этих значений создают возможные сочетания (например, восемь), в каждом из которых измеряется активная мощность на выходе преобразователя. Данные экспериментов можно свести в табл. 1.

В таблице использованы обозначения:

Pj<» — активная мощность, измеренная измерительным преобразователем активной мощности; Рабфак — фактическое значение активной мощности, Г3 — систематическая

1737355 ошибка, вносимая измерительным преобразователем активной мощности, П = Р!факт Р!изм, (1)

В общем случае статическую характеристику измерительного преобразователя можно представить в виде

Л=h, +дх, где Л вЂ” постоянная во всем диапазоне погрешность (дрейф нуля); д х — погрешность, пропорциональная значению измеряемой величины.

Характеристику погрешности измерительного преобразователя активной мощности переменноготока можно представить в виде

П= a» + а1U + аг! + аз ip+ а120! + а !з0 + а з)р+ Ь1й2+ Ьгг!2+ Ьзз, ГДЕ ас, а1, aZ, аЗ..., — КОЭффИЦИЕНтЫ ГРаДУИровочной характеристики.

Если ограничиться линейной зависимостью, то применением дробных реплик можно резко снизить количество опытов, При

ЭТОМ ХаРаКтЕРИСтИКа ПогРЕШНОСтИ ИМЕЕТ вид:

П = а» + a!U+ аг! + аз р (2)

При трех независимых факторах можно обойтись четырьмя экспериментами (см. табл. 2).

В случае, когда погрешность является квадратичной функцией, необходимо провести дополнительные эксперименты (минимум 7 опытов). Учет ошибки, вносимой измерительным преобразователем активной мощности, превышает точность измерения активной мощности в высоковольтной линии переменного -,îêà.

Устройство содержит измерительный трансформатор 1 тока, измерительный трансформатор 2 напряжения, измерительный преобразователь 3 активной мощности, на вход которого подаются сигналы от трансформаторов 1 и 2 через ключи 4 и 5. Сигналы с измерительных трансформаторов 1 тока и 2 напряжения через ключ 5 поступают на вход функционального блока 6, который организует планирование активного эксперимента по изменению напряжения, тока и угла сдвига между ними путем включения во вторичные цепи измерительного трансформатора 2 напряжения автотрансформатора

7,активного сопротивления 8 и индуктивности 9 (фиг. 2). Блок 6 содержит также образцовый шунт 10, включенный во вторичные цепи измерительного трансформатора 1 тока. К выводам автотрасформатора 7 подключЕны клЮчи К1, KZ и КЗ, втсрыЕ канцы которых через ключ К4 соединены с выходом блока 6, через ключ K5 — к цепи, состоящей из индуктивности 9 и сопротивления 8, и через ключ К5- к выходу блока 6. Устройство

55 содержит также вычислительный блок 11 определения коэффициентов погрешности, вносимой измерительным преобразователем 3 активной мощности по результатам обработки активного эксперимента. На вход блока 11 поступает сигнал с блока 3, а выход его связан с блоком 12 памяти, На первый вход вычислительного блока 13 определения текущего значения погрешности измерительного преобразователя мощности поступает сигнал с блока 12, на два других его входа — сигналы с трансформаторов тока и напряжения, Выход блока 13 связан с первым входом блока 14 определения фактического значения активной мощности, на второй вход которого поступает сигнал с блока 3, а на третий вход — с блока 15 вычисления погрешностей, вносимых трансформаторами тока 1 и напряжения 2, информация с которых поступает на вход блока 15.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Соответствующим переключением ключей К1, К2, К3, К4, К5, Кб, К7 мОжнО получить различные сочетания параметров путем изменения уровней величин U, и р, В качестве уровней U, и р можно принять следующие !.!мин = 0,9U; 0макс = U; ! мин = 0,5 !; !макс = I, 0мин = 0,5г; фмакс = p, где U, Iu p — номинальныезначения напряжения, тока и угла сдвига между ними.

Для реализации способа вначале через замкнутый ключ 4 в преобразователь 3 поступает информация от измерительных трансформаторов тока 1 и напряжения 2, В преобразователе 3 формируется текущее значение активной мощности, которое соответствует восьмому эксперименту по табл.1;

Ранам = UI cosp+ ас+ а1!.! + azi g аз p .. (3)

Это значение активной мощности поступает в блок 11.

Для проведения активного эксперимента отключают ключ 4 и замыкают ключ 5. При этом отключается преобразователь 3 активной мощности от трансформаторов тока 1 и напряжения 2 и подключается к ним блок 6.

Блок 6 организует планирование активного эксперимента путем соответствующих переключений ключей К1, Кг, Кз, К4, К5, К5, К7. В соответствии с табл. 1, для проведения первого эксперимента необходимо открыть ключи Ki, Кз и К4 и закрыть ключи Kg, K5, К5 и К7.

При этом измененные значения U, !,, р ин поступают в преобразователь 3, где формируется активная мощность, равная

Р1иам = 0,225!.!! cosy+ ао + 0,9 а10 + 0,5 а2! + 0,5аз р, (4) 1737355

10

РБ изм = 0,45U Icos@+ во + 0,9310 + 0,532l» 25

Для проведения второго эксперимента (табл. 1) ключи К1, К2 и К4 открыты, а Кз, Kg, Кб и К7 закрыты, При этом в преобразователе 3 формируется активная мощность, равная

Р2изм = 0,250!Созтр+ а + 310+ 0,5 32! +

»0,5 аз д>, (5)

Для проведения третьего эксперимента (табл. 1) ключи К1, Кз, К4, Кт открыты, а К2, К5, Кв закрыты. При этом в преобразователе 3 измеряется активная мощность;

Рзизм = 0,45 Ul cos Р+ ао + 0,9 310 + а2!"

+ 05 азу. (6)

Для проведения четвертого эксперимента (табл. 1) ключи К1, К2, К4 и К7 открыты, а Кз, Кь и Ks закрыты, B преобразователе 3 измеряется активная мощность

Р4 изм = 0,5Ulcosp+ а + 31!! + а2! +

-0,5 аз р (7)

Для проведения пятого эксперимента (табл. 1) ключи К2, Кз, К5 и Kg открыты, а К1, К4 и К7 закрыты. При этом в преобразователе 3 формируется активная мощность, равная

+aap . (8)

Для проведения шестого эксперимента

{табл. 1) ключи К1, Кз, К5 и Кв открыты, а ключи К2, К4, К7 закрыты. При этом в преобразователе 3 измеряемая активная мощность будет равна

Р6 изм = 0,5UlcoSP» ао + 310 + 0,532! + 3З ф (9)

Для проведения седьмого эксперимента (табл, 1) ключи К2, Кз, Кь, Ks, К7 открыты, а

К1 и К4 закрыты. При этом в преобразователе 3 измеряемая активная мощность будет равна

Р7 изм = 0,9Ulcosp+ ао + 0,9a1U + а2! +

»а3 ð (10)

Измеренные активные мощности по всем восьми экспериментам поступают в блок 11, где происходит вычисление коэффициентов систематической ошибки, вносимой измерительным преобразователем активной мощности, Решением уравнений (3) — (10) относительно величин U, !, p, ao, 31, 32, аз вычисляется характеристика погрешности измерительного преобразователя активной мощности, которая хранится в блоке памяти

12. В блоке 13 по текущим значениям тока и напряжения с блоков 1 и 2 и характеристи30

45 ке погрешности, получаемой.с выхода блока

12, определяется систематическая погрешность преобразователя активной мощности по формуле (2), которая поступает в блок 14, куда поступает также текущее значение активной мощности линии с преобразователя

3, В блоке 15 происходит вычисление погрешностей, вносимых трансформаторами тока 1 и напряжения 2, В блоке 14 определяется фактическое значение активной мощности линии за счет исключения систематической погрешности, вносимой измерительными трансформаторами, и систематической погрешности, вносимой измерительным преобразователем активной мощности.

По сравнению с прототипом, предлагаемое техническое решение позволяет lloablсить точность измерения активной мощности в линии.

Формула изобретения

Способ определения активной мощности в высоковольтной линии переменного тока по авт. св. М 1368796, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет систематической ошибки, вносимой измерительным преобразователем активной мощности, дополнительно изменяют коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов тока и напряжения и путем изменения во вторичных цепях значений напряжения, тока и угла сдвига между ними создают возможные сочетания этих параметров, например на двух урОвнях 0мин 0макс, !мин IMBKc фмин фмакс для каждого сочетания измеряют активную мощность на выходе измерительного преобразователя активной мощности Ризм!, рассчитывают фактическую подводимую мощность

Рфакт. из полученной системы уравнений

Рфакт! = Ul. Il cos P, Рфакт! Ризм! = ао + 31Ui + 32 li + 33 ф, определяют коэффициенты а, а1, а2, аз, а активную мощность P определяют по формуле

P = Ризм+ во + 31U + 32 I + аз р где Ризм — измеренное значение активной

МОЩНОСТИ;

U, l, p — текущие значения напряжения, тока и сдвига фаз между ними;

Ul, l, p — значения напряжения, тока и сдвига фаз между ними, принадлежащие набору !.!мин, Омакс, !мин, !макс, фмин, фмакс.

Таблица 1

Таблица 2

1737355

8иг,2

50

Составитель С.Хромов

Техред M.Ìoðãåíòýë

Корректор О.Кундрик

Редактор М.Циткина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 1888 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5